[发明专利]模数转换器及芯片

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，公开一种模数转换器及芯片，所述模数转换器包括：第一、第二无源开关电容积分器；两个电容性模数转换阵列；控制逻辑电路，用于在所述阵列中的电容复位时，闭合第一无源开关电容积分器中的第一、第二开关组以输出第一残差电压，以及闭合第二无源开关电容积分器中的第三、第四开关组以使输出第二残差电压；以及双差分输入比较器，用于接收第一残差电压与当前预设周期的输入电压之和作为第一差分输入信号，接收第二残差电压作为第二差分输入信号，以及输出比较结果，所述控制逻辑电路还用于根据比较结果，输出多个开关控制信号至电容性模数转换阵列，以输出当前预设周期的数字数据，由此可有效抑制信号带内的量化噪声。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体地涉及一种模数转换器及芯片。

背景技术

逐次逼近型模数转换器因其低功耗且高能效特性而被广泛应用于多种场景，但其内部各类非理想因素与各类噪声限制了其所能达到的信噪比，其中量化噪声最为突出。过采样与噪声整形技术可以通过构造相应的高通或带通噪声传递函数对量化噪声与比较器噪声进行噪声整形，从而有效提高模数转换器的带内信噪比。但为了实现对信号带内噪声的良好抑制，往往需要在噪声整形环路中使用功耗较大的有源电路模块进行电路的搭建，不利于低功耗系统的实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种模数转换器及芯片，其采用二阶无源混合型噪声整形技术通过两组无源开关电容积分器分别对于上一预设周期的残差电压进行采样与积分，并分别以误差反馈和前向相加的方式将两积分器输出馈入当前周期的输入采样信号一并进行转换，从而将模数转换器的带内量化噪声与比较器噪声调制到高频段，实现二阶高通噪声整形效果而抑制信号带内的相关噪声。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种模数转换器，所述模数转换器包括：第一无源开关电容积分器，其包括：2Q个第一电容以及串联连接所述2Q个第一电容中的Q个电容的第一开关组以及串联连接所述2Q个第一电容中的另外的Q个电容的第二开关组；第二无源开关电容积分器，其包括：2Q个第二电容以及串联连接所述2Q个第二电容中的Q个电容的第三开关组以及串联连接所述2Q个第二电容中的另外的Q个电容的第四开关组；两个电容性模数转换阵列；控制逻辑电路，用于在所述两个电容性模数转换阵列中的电容复位到初始状态的情况下，闭合所述第一开关组与所述第二开关组，以使所述第一无源开关电容积分器输出第一残差电压，以及闭合所述第三开关组与所述第四开关组，以使所述第二无源开关电容积分器输出第二残差电压，其中，所述第一残差电压为所述2Q个第一电容在上一预设周期的第一子残差电压之和，以及所述第二残差电压为所述2Q个第二电容在所述上一预设周期的第二子残差电压之和；以及双差分输入比较器，用于接收所述第一残差电压与当前预设周期的输入电压之和作为第一差分输入信号，接收所述第二残差电压作为第二差分输入信号，以及输出比较结果，所述控制逻辑电路还用于，根据所述比较结果，输出多个开关控制信号至所述两个电容性模数转换阵列，以输出与所述当前预设周期的输入电压相对应的当前预设周期的数字数据。

优选地，所述第一无源开关电容积分器还包括：并联连接所述2Q个第一电容的第五开关组，相应地，在输出与所述上一预设周期的输入电压相对应的所述上一预设周期的数字数据之后，所述控制逻辑电路还用于，通过闭合所述第五开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的残差电压分配至所述2Q个第一电容，以使所述第一电容的电压为所述第一子残差电压。

优选地，所述第二无源开关电容积分器还包括：并联连接所述2Q个第二电容的第六开关组，相应地，在执行所述通过闭合所述第五开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的残差电压分配至所述2Q个第一电容的步骤之后，所述控制逻辑电路还用于断开所述第五开关组，并通过闭合所述第六开关组来将所述两个电容性模数转换阵列的上极板的更新的残差电压分配至所述2Q个第二电容，以使所述第二电容的电压为所述第二子残差电压。